發(fā)布時(shí)間：2019-03-12 11:20

【摘要】：本文的目的是根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)際運(yùn)行工況參數(shù),對(duì)小型通用汽油機(jī)連桿組件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),盡可能達(dá)到質(zhì)量較輕、體積較小,外形布局合理,最大程度緩解連桿大、小頭與桿身過(guò)渡區(qū)的應(yīng)力集中現(xiàn)象。運(yùn)用CATIA V5實(shí)現(xiàn)小型通用汽油機(jī)連桿的參數(shù)化三維實(shí)體特征建模,并進(jìn)行了有限元分析。由于CATIA是CAD/CAE一體化的設(shè)計(jì)與分析平臺(tái),這樣就不存在實(shí)體模型向有限元模型轉(zhuǎn)化過(guò)程中數(shù)據(jù)丟失、特征損壞等現(xiàn)象。運(yùn)用CATIA V5在對(duì)連桿組件進(jìn)行有限元分析時(shí),采用了剛性約束(即曲柄銷約束),模擬了連桿大頭孔與曲柄銷之間的接觸狀態(tài)。考慮了單元尺寸、單元類型對(duì)網(wǎng)格質(zhì)量的影響。通過(guò)CATIA CAE對(duì)小型通用汽油機(jī)的連桿進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及剛度變形分析和動(dòng)態(tài)性能分析�？梢栽谠O(shè)計(jì)過(guò)程中邊進(jìn)行設(shè)計(jì)邊進(jìn)行分析,使分析的數(shù)據(jù)結(jié)果充分地反映到設(shè)計(jì)上來(lái),真正體現(xiàn)CAE為實(shí)際生產(chǎn)服務(wù)。在優(yōu)化約束的條件下,連桿的結(jié)構(gòu)尺寸發(fā)生了變化,使應(yīng)力與變形有所增大,但此時(shí)的安全系數(shù)為1.55,大于材料的最低安全系數(shù)1.5。同時(shí)大小端過(guò)渡圓弧的優(yōu)化減緩了連桿過(guò)渡圓弧處的應(yīng)力集中現(xiàn)象,使連桿的結(jié)構(gòu)更加合理。另外,優(yōu)化前后連桿的質(zhì)量減少大約7%,所以連桿的慣性力也有一定程度的減小,并對(duì)改善小型通用汽油機(jī)的振動(dòng)及噪聲有一定的幫助。
[Abstract]:The purpose of this paper is to optimize the connecting rod assembly of a small general gasoline engine according to the actual operating condition parameters in the production process, so as to achieve the lighter weight, smaller volume, reasonable shape layout and maximum ease of connecting rod as much as possible. Stress concentration phenomenon in the transition zone between small head and rod body. The parametric three-dimensional solid feature modeling of the connecting rod of a small general gasoline engine is realized by using CATIA V5, and the finite element analysis is carried out. Because CATIA is an integrated design and analysis platform of CAD/CAE, there is no data loss and feature damage in the process of transformation from entity model to finite element model. In the finite element analysis of connecting rod assembly with CATIA V5, the rigid constraint (that is, crank pin constraint) is used to simulate the contact state between the hole of connecting rod and the crank pin. The influence of element size and cell type on mesh quality is considered. The structural strength, stiffness and deformation analysis and dynamic performance analysis of the connecting rod of a small general purpose gasoline engine are carried out by means of CATIA CAE. In the process of design, the analysis can be carried out while designing, so that the results of the analysis can be fully reflected in the design, and the CAE can really serve for the actual production. Under the condition of optimal constraint, the structural dimension of the connecting rod changes, which increases the stress and deformation, but the safety factor is 1.55, which is greater than the minimum safety factor of 1.5. At the same time, the optimization of the transition arc at the end of the connecting rod reduces the stress concentration phenomenon at the transition arc of the connecting rod and makes the structure of the connecting rod more reasonable. In addition, the mass of the connecting rod before and after optimization is reduced by about 7%, so the inertia force of the connecting rod also decreases to a certain extent, and it is helpful to improve the vibration and noise of the small-scale general purpose gasoline engine.
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK413.32

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